(57)【要約】  第１の電極（６２ｃ）は、表示パネルの表示面を有する第１の基板（２）に形成されるとともに共通電極（ｃｏｍ）に接続され、電界効果トランジスタ（６２ｂ）は、第２の基板（１）に形成されるとともに、第１の電極（６２ｃ）がバックチャネル側に離間して配置される電界効果トランジスタであり、ゲート端子と第１のドレイン／ソース端子とが、リセットを行うための電圧が印加される第１の配線（Ｖｒｓｔｎ）に接続され、スイッチ（６２ａ）は、一端が第２のドレイン／ソース端子（６２ｂｓ）に接続され、他端が電界効果トランジスタ（６２ｂ）の出力を取り出す第２の配線（Ｖｏｍ）に接続されている。
2011024349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、電界効果トランジスタと、スイッチとを有する第１の回路を備え、
上記第１の電極は、表示パネルの表示面を有する第１の基板に形成されるとともに共通電極に接続され、
上記電界効果トランジスタは、第２の基板に形成されるとともに、上記第１の電極がバックチャネル側に離間して配置される電界効果トランジスタであって、ゲート端子と第１のドレイン／ソース端子とが、リセットを行うための電圧が印加される第１の配線に接続され、
上記リセットは、上記第１の配線の上記電圧を上記ゲート端子に印加して上記電界効果トランジスタをＯＮすることであり、
上記スイッチは、一端が第２のドレイン／ソース端子に接続されているとともに、他端が上記電界効果トランジスタの出力を取り出す第２の配線に接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記第１の回路は、リセット電極と、該リセット電極のリセットを行うリセットトランジスタとを有し、
上記リセット電極及び上記リセットトランジスタは、上記第２の基板に形成され、
上記リセットトランジスタの、ゲート端子と一方のドレイン／ソース端子とが、上記第１の配線に接続され、
上記リセットトランジスタの他方のドレイン／ソース端子が、上記リセット電極に接続され、
上記リセット電極は、上記電界効果トランジスタと上記第１の電極との間に配置されており、
上記リセット電極のリセットは、上記第１の配線の上記電圧を上記リセットトランジスタの上記ゲート端子に印加して上記リセットトランジスタをＯＮすることであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記第１の配線は、絵素の行単位で設けられており、上記電圧が順次印加されることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記第１の電極上に、上記第１の基板の上記電界効果トランジスタのバックチャネル側から上記第２の基板のほうへ向って突出するように設けられた、誘電体からなる、あるいは、導体からなる、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起が、上記第１の基板が押圧されない状態で上記第１の基板が上記第２の基板に接触しないように形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
上記柱状突起の先端側は、上記第１の基板が押圧されていないときに上記第２の基板から離間しており、上記第１の基板が押圧されると上記第２の基板に接触する位置まで移動可能であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
上記第１の回路は表示領域に設けられていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
上記第２の配線にデータ信号線が用いられていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
上記第２の配線に、データ信号線とは独立した配線が用いられていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
上記第１の電極が設けられている領域の上記第１の基板と上記電界効果トランジスタが設けられている領域の上記第２の基板との間に液晶層が配置されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
上記第１の電極が設けられている領域の上記第１の基板上と上記電界効果トランジスタが設けられている領域の上記第２の基板上との少なくとも一方に液晶の配向膜が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
上記電界効果トランジスタに対する遮光膜が設けられていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
上記スイッチを閉じた状態で上記第２の配線を介して取得した上記第１の回路の出力に基づいて、上記第１の配線の電圧が上記電界効果トランジスタを介して上記第２の配線に伝達されたか否かを検出することにより、上記第１の基板が押圧されたか否かを検出することを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示領域にタッチセンサを備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絵素内や画素内にタッチセンサを備えた液晶表示装置が知られている。このような液晶表示装置におけるセンシング方式として、光センサ方式、接点（接触）方式、および、容量方式の３つが実用化されている。【０００３】
図２１に光センサ方式のタッチセンサを備えた表示領域の構成例を示す。【０００４】
図２１には、液晶表示パネルの表示領域のうち、第ｎ行目の構成を抽出して記載してある。第ｎ行目には、ゲート配線Ｇｎ、ソース配線Ｓ（図ではＳｍ〜Ｓｍ＋３が示されている）、および、保持容量配線Ｃｓｎによって区画された複数の絵素ＰＩＸ…と、リセット配線Ｖｒｓｔｎおよび読み出し制御配線Ｖｒｄｎに接続された１つ以上のセンサ回路（光センサ回路）１０２とが配置されている。【０００５】
絵素ＰＩＸは選択素子としてのＴＦＴ１０１、液晶容量ＣＬ、および、保持容量ＣＳを備えている。ＴＦＴ１０１のゲートはゲート配線Ｇｎに、ソースはソース配線Ｓに、ドレインは絵素電極１０３に、それぞれ接続されている。液晶容量ＣＬは、絵素電極１０３と共通電極ｃｏｍとの間に液晶層が配置されてなる容量であり、保持容量ＣＳは、絵素電極１０３あるいはＴＦＴ１０１のドレイン電極と保持容量配線Ｃｓｎとの間に絶縁膜が配置されてなる容量である。共通電極ｃｏｍおよび保持容量配線Ｃｓｎには、それぞれに例えば一定の電圧が印加される。【０００６】
センサ回路１０２は、１つの絵素ＰＩＸや１つの画素（例えばＲＧＢの絵素ＰＩＸ…の一組）につき１つずつなど、任意の数で設けられ、出力アンプ１０２ａ、フォトダイオード１０２ｂ、および、容量１０２ｃを備えている。出力アンプ１０２ａはＴＦＴからなる。出力アンプ１０２ａのゲートはここでノードｎｅｔＡと称する電極に、ドレインは１つのソース配線Ｓｍ＋１に、ソースは他の１つのソース配線Ｓｍに、それぞれ接続されている。フォトダイオード１０２ｂのアノードはリセット配線Ｖｒｓｔｎに、カソードはノードｎｅｔＡに、それぞれ接続されている。容量１０２ｃの一端はノードｎｅｔＡに、他端は読み出し制御配線Ｖｒｄｎに、それぞれ接続されている。【０００７】
センサ回路１０２は、絵素ＰＩＸへデータ信号を書き込む期間以外の期間を利用して、指先のパネルへの接近や接触による影発生の有無を検出することにより、タッチセンシングを行う。ノードｎｅｔＡの電圧をフォトダイオード１０２ｂを介してリセット配線Ｖｒｓｔｎの電圧によってリセットした後に、フォトダイオード１０２ｂで受けた光の強度に応じてノードｎｅｔＡに現れた電圧を、読み出し制御配線Ｖｒｄｎの電圧変化によるノードｎｅｔＡの昇圧を利用して出力アンプ１０２ａのソースからセンサ出力電圧Ｖｏとして出力する。センサ出力電圧Ｖｏは、ソース配線Ｓｍ＋１を利用したセンサ出力配線Ｖｏｍを介して表示領域外のセンサ読み出し回路に向けて出力する。このとき、出力アンプ１０２ａはソースフォロワとして機能する。また、このとき、出力アンプ１０２ａのドレインに接続されているソース配線Ｓｍは、光検出時には一定電圧が印加されたセンサ電源配線Ｖｓｍとして機能する。【０００８】
次に、図２２に接点方式のタッチセンサを備えた表示領域の構成例を示す。【０００９】
この構成は、図２１のセンサ回路１０２をセンサ回路２０２で置き換えたものである。【００１０】
センサ回路２０２は、読み出し用ＴＦＴ２０２ａおよび上下電極スイッチ２０２ｂを備えている。読み出し用ＴＦＴ２０２ａのゲートは読み出し用信号配線Ｖｒｄｍに、ドレインは上下電極スイッチ２０２ｂの一方の電極に、ソースはセンサ出力配線Ｖｏｍに、それぞれ接続されている。上下電極スイッチ２０２ｂの他方の電極は共通電極ｃｏｍで構成されており、電圧Ｖｃｏｍが印加される。【００１１】
センサ回路２０２は、パネルが指先で押圧されると、上下電極スイッチ２０２ｂの一方の電極と他方の電極とが互いに接触して接点を形成する。このとき、絵素ＰＩＸへデータ信号を書き込む期間以外の期間を利用して、読み出し用信号配線Ｖｒｄｍからの電圧印加によって読み出し用ＴＦＴ２０２ａをＯＮ状態にすると、電圧Ｖｃｏｍが上下電極スイッチ２０２ｂおよび読み出し用ＴＦＴ２０２ａを介してセンサ出力配線Ｖｏｍに出力されるので、タッチセンシングを行うことができる。【００１２】
次に、図２３に容量方式のタッチセンサを備えた表示領域の構成例を示す。【００１３】
この構成は、図２１のセンサ回路１０２をセンサ回路３０２で置き換えたものである。【００１４】
センサ回路３０２は、出力アンプ３０２ａ、フォトダイオード３０２ｂ、および、容量３０２ｃ・３０２ｄを備えている。出力アンプ３０２ａはＴＦＴからなる。出力アンプ３０２ａのゲートはノードｎｅｔＡと称する電極に、ドレインはソース配線Ｓｍに、ソースはソース配線Ｓｍ＋１に、それぞれ接続されている。フォトダイオード３０２ｂのアノードはリセット配線Ｖｒｓｔｎに、カソードはノードｎｅｔＡに、それぞれ接続されている。容量３０２ｃの一端はノードｎｅｔＡに、他端は読み出し制御配線Ｖｒｄｎに、それぞれ接続されている。容量３０２ｄの一端はノードｎｅｔＡに接続されており、他端は共通電極ｃｏｍで構成されている。【００１５】
センサ回路３０２は、絵素ＰＩＸへデータ信号を書き込む期間以外の期間を利用して、指先のパネルへの押圧による容量３０２ｄの容量値Ｃｃｖｒの変化を検出することにより、タッチセンシングを行う。フォトダイオード３０２ｂはセンサ回路３０２をセンサ回路１０２と同様に光センサ回路として動作させるものとしても備えられているが、タッチセンサ回路として動作するときにはダイオード特性が利用される。フォトダイオード３０２ｂを介してノードｎｅｔＡの電圧がリセットされた後に、読み出し制御配線Ｖｒｄｎの電圧を変化させることによって、ノードｎｅｔＡの電圧が容量３０２ｃと押圧により決まる容量３０２ｄの容量値Ｃｃｖｒとに応じた値になるため、ノードｎｅｔＡに現れた電圧を、出力アンプ１０２ａのソースからセンサ出力電圧Ｖｏとして出力し、ソース配線Ｓｍ＋１を利用したセンサ出力配線Ｖｏｍを介して表示領域外のセンサ読み出し回路に向けて出力する。このとき、出力アンプ３０２ａはソースフォロワとして機能する。また、このとき、ソース配線Ｓｍは一定電圧が印加されたセンサ電源配線Ｖｓｍとして機能する。【００１６】
次に、上記タッチセンサの中でも、特許文献１に開示された接点方式の構成のものを図２４に示す。【００１７】
図２４は、使用者の指などが接触した状態の液晶表示装置の断面図である。当該液晶表示装置は、下部表示板１００と上部表示板２００との間に液晶層３が介在するように構成されている。下部表示板１００では絶縁基板１１０上に画素層１１５が形成されている。画素層１１５には画素および感知部などが形成されており、画素層１１５上に接触感知部の感知素子の入力端子電極１９６が露出している。【００１８】
上部表示板２００には、基板２１０上に遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０は画素間の光漏れを防止する。複数のカラーフィルター２３０が基板２１０と遮光部材２２０上に形成されている。カラーフィルター２３０および遮光部材２２０上には、カバー膜２５０が形成されてカラーフィルター２３０を保護し、表面を平坦化している。カバー膜２５０上には、有機物質などからなる複数の突出部２４０が形成されている。突出部２４０は、感知素子の入力端子電極１９６が形成されている位置に対応して配設されている。カバー膜２５０および突出部２４０上には共通電極２７０が形成されている。二つの表示板１００、２００は、複数のビーズスペーサ３２０によって支持されて、突出部２４０を囲う共通電極２７０と入力端子電極１９６とが０．１μｍ〜１．０μｍの範囲で一定の間隔を維持している。【００１９】
突出部２４０を囲う共通電極２７０と入力端子電極１９６とは、接触感知部のスイッチを構成する。【００２０】
上部表示板２００は、接触による圧力で押圧され、その接触点部位の突出部２４０を囲う共通電極２７０が、下部表示板１００の入力端子電極１９６に電気的・物理的に接続される。これにより、共通電圧Ｖｃｏｍが入力端子電極１９６に伝達され、感知素子が感知電流を流す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２００６−１３３７８８号公報（２００６年５月２５日公開）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開２００１−４２２９６号公報（２００１年２月１６日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上記特許文献１の接点方式のタッチセンサを備えた液晶表示装置では、接触感知部の電極である共通電極２７０と入力端子電極１９６とが液晶層に面していることから、製造プロセスで形成する配向膜が、当該電極の最表面にも具備されることとなる。配向膜は誘電体からなり非導電性であるので、電極どうしの間で電気的に安定した接続を得ることが難しい。【００２３】
従って、タッチセンシング時に電極どうしの安定した電気的接続を得るためには、パネルに対して、配向膜を突き破る程度の強い押圧が必要となる。【００２４】
その結果、電極どうしの接触時に配向膜が剥離し、配向膜の破片が液晶層中に浮遊して画素欠点となってしまうという問題が生じる。画素欠点を生じさせないようにしようとすると、電極上の配向膜を除去する工程が必要となるなどの不都合が生じる。【００２５】
このような接触の問題を避けようとして、光センサ方式のタッチセンサを用いても、フォトダイオードに１００ｌｘ以上といった一定以上の照度でＯＮ電流が飽和する特性があることから、５００００ｌｘ〜１０００００ｌｘといった照度で直射日光が入射して指先の周囲から光が回り込んでしまうと、検出部分の照度が周囲と比較して充分に低下せずに、周囲領域と同様にフォトダイオードのＯＮ電流が飽和してしまう。従って、指先の接触した領域あるいは接近した領域を検出することができなくなってしまう。【００２６】
また逆に、数百ｌｘ程度の低照度環境では、指先以外のものによって生じる影でセンサ回路が反応してしまい、誤動作が生じる。【００２７】
このように、光センサ回路では強照度環境および低照度環境において誤動作が生じるので、接点方式のタッチセンサを無条件には置き換えられない。【００２８】
また、前記接触の問題を避けようとして、容量方式のタッチセンサを用いても、温度変化や静電気などの外的要因により誤動作が生じやすいという問題がある。これは、容量値の変化を検出する液晶層の容量が数ｐＦ程度と小さいので、変化量の検出が元々困難であることに起因している。液晶容量は温度に応じて変化し、静電気や液晶表示装置の信号配線からの電界ノイズによっても変化するので、検出対象の容量変化量がノイズレベルに近くなってしまい、検出のＳ／Ｎ比が低下してしまう。【００２９】
以上のように、従来は、接点方式のタッチセンサにおいて電極どうしの安定的な電気的接続を得ることが困難な問題を回避することのできる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた液晶表示装置が提供されていないという問題があった。【００３０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、接点方式のタッチセンサに代わる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、第１の電極と、電界効果トランジスタと、スイッチとを有する第１の回路を備え、上記第１の電極は、表示パネルの表示面を有する第１の基板に形成されるとともに共通電極に接続され、上記電界効果トランジスタは、第２の基板に形成されるとともに、上記第１の電極がバックチャネル側に離間して配置される電界効果トランジスタであって、ゲート端子と第１のドレイン／ソース端子とが、リセットを行うための電圧が印加される第１の配線に接続され、上記リセットは、上記第１の配線の上記電圧を上記ゲート端子に印加して上記電界効果トランジスタをＯＮすることであり、上記スイッチは、一端が第２のドレイン／ソース端子に接続されているとともに、他端が上記電界効果トランジスタの出力を取り出す第２の配線に接続されていることを特徴としている。【００３２】
上記の発明によれば、第１の基板の表示面への押圧が無い状態では、第１の電極が第２の基板から遠い位置にある。よって、第１の配線に上記電圧が印加されても、第１の電極による電界効果トランジスタに対するバックゲート効果は小さく、電界効果トランジスタをＯＦＦ状態とするとともにバックチャネルにリーク電流を発生させないようにすることができる。押圧が無いので、リセット後に電界効果トランジスタの第２のドレイン／ソース端子に伝達された上記電圧は、リセット前の電圧から変化していない。よって、スイッチをＯＮ状態にすると、リセット前から変化がなく、第２の配線により取り出された電界効果トランジスタの出力から、押圧が無いことを検出出来る。【００３３】
一方、第１の基板の表示面への押圧が有る状態では、第１の電極が第２の基板に近い位置まで移動する。この状態で、第１の配線に上記電圧が印加されると、第１の電極によるバックゲート効果は大きく、電界効果トランジスタのバックチャネルにリーク電流を発生させることができる。これにより、電界効果トランジスタのソースの電圧は、絶対値が大きくなる。リセットにより、電界効果トランジスタの第２のドレイン／ソース端子に伝達された上記電圧は、押圧により変化しているので、電界効果トランジスタを充分にＯＦＦ状態とした後に、スイッチをＯＮ状態にすると、押圧により変化しており、第２の配線により取り出された電界効果トランジスタの出力から、押圧が有ることを検出出来る。【００３４】
このように、第２の配線により取り出された電界効果トランジスタの出力から、表示面への押圧の有無を検出することができる。【００３５】
上記の第１の回路の構成によれば、第１の電極が押圧によって第２の基板に電気的に接触しなくても、押圧の有無に応じた検出信号を得ることができる。押圧の検出に可動電気接点が不要となるので、強い力による押圧が不要となり、その結果、センサ回路の内部の膜剥れを回避することができる。これにより、耐久性に優れたタッチセンサ回路となる。【００３６】
また、押圧の検出に光センサを用いないので、光センサ回路のように強照度環境および低照度環境において誤動作が生じるといった問題が起こらない。また、容量方式のタッチセンサのように、温度変化や静電気などの外的要因により誤動作が生じやすい箇所がないので、Ｓ／Ｎ比の高い検出を行うことができる。【００３７】
以上により、接点方式のタッチセンサに代わる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。【００３８】
また、電界効果トランジスタに流れる電流を大きく設定することができるため、電界効果トランジスタおよびスイッチの素子サイズを小さくすることができる。従って、検出信号生成用の電圧を小さくすることができるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができるという効果を奏する。【００３９】
また、光センサ回路のように昇圧用の大きな容量が不要であるので、プロセスが簡略化されるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができるという効果を奏する。【００４０】
さらに、第１の電極が共通電極に接続されているので、押圧により第１の基板とともに変位する第１の電極を容易に構成することができるという効果を奏する。また、第１の電極を共通電極の形成と同時に形成することができるのでプロセスが簡略化されるという効果を奏する。また、第１の電極に印加する電圧としてコモン電圧を利用することができ、回路を簡素化することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の表示装置は、以上のように、
第１の電極と、電界効果トランジスタと、スイッチとを有する第１の回路を備え、
上記第１の電極は、表示パネルの表示面を有する第１の基板に形成されるとともに共通電極に接続され、
上記電界効果トランジスタは、第２の基板に形成されるとともに、上記第１の電極がバックチャネル側に離間して配置される電界効果トランジスタであって、ゲート端子と第１のドレイン／ソース端子とが、リセットを行うための電圧が印加される第１の配線に接続され、
上記リセットは、上記第１の配線の上記電圧を上記ゲート端子に印加して上記電界効果トランジスタをＯＮすることであり、
上記スイッチは、一端が第２のドレイン／ソース端子に接続されているとともに、他端が上記電界効果トランジスタの出力を取り出す第２の配線に接続されている。【００４２】
以上により、接点方式のタッチセンサに代わる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた表示装置を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例を示すものであり、表示装置が備えるタッチセンサ回路の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例を示すものであり、表示装置の表示領域の構成を示す回路図である。
【図３】図１のタッチセンサ回路の動作を示す波形図である。
【図４】図１のタッチセンサ回路の変形例の構成を示す回路図である。
【図５】図２の表示領域のパターン配置を示す平面図である。
【図６】図５の比較例としての表示領域のパターン配置を示す平面図である。
【図７】図１のタッチセンサ回路の動作の説明図であり、（ａ）は押圧が無いときのタッチセンサ回路の構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を等価回路で示す回路図である。
【図８】図１のタッチセンサ回路の動作の説明図であり、（ａ）は押圧が有るときのタッチセンサ回路の構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を等価回路で示す回路図である。
【図９】本発明の実施形態を示すものであり、表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】ソース配線と共通化されたセンサ電源配線を用いるタッチセンサ回路を示す回路図である。
【図１１】ソース配線とは別に設けられたセンサ電源配線を用いるタッチセンサ回路を示す回路図である。
【図１２】本発明の他の実施例を示すものであり、表示装置が備えるタッチセンサ回路の構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の他の実施例を示すものであり、表示装置の表示領域の構成を示す回路図である。
【図１４】図１２のタッチセンサ回路の変形例の構成を示す回路図である。
【図１５】図１３の表示領域のパターン配置を示す平面図である。
【図１６】図１２のタッチセンサ回路の動作を示す波形図である。
【図１７】図１２のタッチセンサ回路の動作の説明図であり、（ａ）は押圧が無いときのタッチセンサ回路の構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を等価回路で示す回路図である。
【図１８】図１２のタッチセンサ回路の動作の説明図であり、（ａ）は押圧が有るときのタッチセンサ回路の構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を等価回路で示す回路図である。
【図１９】ソース配線と共通化されたセンサ電源配線を用いるタッチセンサ回路を示す回路図である。
【図２０】ソース配線とは別に設けられたセンサ電源配線を用いるタッチセンサ回路を示す回路図である。
【図２１】従来技術を示すものであり、光センサ方式のタッチセンサを備える表示領域の構成を示す回路図である。
【図２２】従来技術を示すものであり、接点方式のタッチセンサを備える表示領域の構成を示す回路図である。
【図２３】従来技術を示すものであり、容量方式のタッチセンサを備える表示領域の構成を示す回路図である。
【図２４】従来技術を示すものであり、接点方式のタッチセンサを備える表示装置の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明の実施形態について、実施例１、実施例２および図１〜図２０を用いて説明すれば以下の通りである。
【００４５】
〔実施例１〕
本発明の一実施例について図１〜１１に基づいて説明すれば、以下の通りである。図９に、本実施例１に係る液晶表示装置（表示装置）５０の構成を示す。
【００４６】
液晶表示装置５０は、アクティブマトリクス型の表示装置であり、表示パネル５１、表示用走査信号線駆動回路５２、表示用データ信号線駆動回路５３、センサ走査信号線駆動回路５４、センサ読み出し回路５５、電源回路５６、および、センシング画像処理装置５７を備えている。
【００４７】
表示パネル５１は、互いに交差する複数のゲート配線Ｇ…および複数のソース配線Ｓ…と、各ゲート配線（走査信号線）Ｇと各ソース配線（データ信号線）Ｓとの交点に対応して設けられる絵素ＰＩＸがマトリクス状に配置された表示領域とを備えている。
【００４８】
表示用走査信号線駆動回路５２は各ゲート配線Ｇに絵素ＰＩＸをデータ信号の書き込みのために選択する走査信号を順次出力することによりゲート配線Ｇ…を駆動する。表示用データ信号線駆動回路５３は各ソース配線Ｓにデータ信号を出力することによりソース配線Ｓ…を駆動する。センサ走査信号線駆動回路（第１の回路の駆動回路）５４は各センサ走査信号線Ｅにセンサ回路を動作させる走査信号（電圧Ｖｒｓｔ、電圧Ｖｒｄ）を順次出力することによりセンサ走査信号線Ｅ…を線順次に駆動する。センサ読み出し回路５５は各センサ出力配線（第２の配線）Ｖｏからセンサ出力電圧Ｖｏ（便宜上、センサ出力配線と同じ符号を用いる）を読み出す。電源回路５６は表示用走査信号線駆動回路５２、表示用データ信号線駆動回路５３、センサ走査信号線駆動回路５４、センサ読み出し回路５５、および、センシング画像処理装置５７の動作に必要な電源を供給する。センシング画像処理装置５７はセンサ読み出し回路５５が読み取ったセンサ出力電圧Ｖｏを基にしてパネル面内におけるセンサ検出結果の分布を解析する。
【００４９】
また、センサ走査信号線駆動回路５４やセンサ読み出し回路５５の機能は、例えば表示用走査信号線駆動回路５２や表示用データ信号線駆動回路５３などの他の回路に備えられていてもよい。また、センサ読み出し回路５５の機能はセンシング画像処理装置５７に備えられていてもよい。さらに、センシング画像処理装置５７は、ＬＳＩやコンピュータ構成などとして液晶表示装置５０に備えられていてもよいが、液晶表示装置５０の外部にあってもよい。同様に、センサ読み出し回路５５が液晶表示装置５０の外部にあってもよい。
【００５０】
次に、図２に表示領域の詳細な構成を示す。
【００５１】
図２は、表示領域のうち、第ｎ行目の構成を抽出して記載してある。第ｎ行目には、ゲート配線Ｇｎ、ソース配線Ｓ（図ではＳｍ〜Ｓｍ＋３が示されている）、および、保持容量配線Ｃｓｎによって区画された複数の絵素ＰＩＸ…と、２種類のセンサ走査信号線Ｅ（図９参照）としてのリセット配線（第１の配線）Ｖｒｓｔｎおよび読み出し制御配線Ｖｒｄｎに接続された１つ以上のタッチセンサ回路６２とが配置されている。保持容量配線Ｃｓｎ、リセット配線Ｖｒｓｔｎ、および、読み出し制御配線Ｖｒｄｎは、ゲート配線Ｇｎと平行に設けられている。リセット配線Ｖｒｓｔｎは、絵素ＰＩＸの行単位で設けられており、電圧Ｖｒｓｔが順次印加される。よって、行単位で設けられた複数の絵素ＰＩＸそれぞれに設けられたタッチセンサ回路６２を同時に駆動できるので、同一の行における複数の表示領域に同時に行われた押圧の検出を行うことができるという効果を奏する。
【００５２】
絵素ＰＩＸは選択素子としてのＴＦＴ１１、液晶容量ＣＬ、および、保持容量ＣＳを備えている。ＴＦＴ１１のゲートはゲート配線Ｇｎに、ソースはソース配線Ｓに、ドレインは絵素電極１３に、それぞれ接続されている。液晶容量ＣＬは、絵素電極１３と共通電極ｃｏｍとの間に液晶層が配置されてなる容量であり、保持容量ＣＳは、絵素電極１３あるいはＴＦＴ１１のドレイン電極と保持容量配線Ｃｓｎとの間に絶縁膜が配置されてなる容量である。共通電極ｃｏｍおよび保持容量配線Ｃｓｎには、それぞれに例えば一定の電圧が印加される。
【００５３】
タッチセンサ回路６２は、１つの絵素ＰＩＸや１つの画素（例えばＲＧＢの絵素ＰＩＸ…の一組）につき１つずつなど、任意の数で設けられ、ＴＦＴ６２ａ・６２ｂおよび電極６２ｃを備えた第１の回路を備えている。ここでは第１の回路そのものがタッチセンサ回路６２を構成している。ＴＦＴ（スイッチ）６２ａのゲート端子は読み出し制御配線Ｖｒｄｎに、一方のドレイン／ソース端子（他端）はソース配線Ｓの１つであるソース配線Ｓｍすなわちセンサ出力配線Ｖｏに、他方のドレイン／ソース端子（一端）はＴＦＴ（電界効果トランジスタ）６２ｂのソースに、それぞれ接続されている。また、ＴＦＴ６２ｂのゲート端子およびドレイン端子（第１のドレイン／ソース端子）はリセット配線Ｖｒｓｔｎに、ソース端子（第２のドレイン／ソース端子）はＴＦＴ６２ａの上記他方のドレイン／ソース端子に、それぞれ接続されている。
【００５４】
また、電極（第１の電極）６２ｃはＴＦＴ６２ｂのバックチャネル側に、ＴＦＴ６２ｂから離間して設けられており、ＴＦＴ６２ｂのバックゲート電極として機能する。電極６２ｃは共通電極ｃｏｍに接続されている。後述の説明から理解できるように、ＴＦＴ６２ｂには電界効果トランジスタの一般的な効果を使用している。但し、リーク電流はＴＦＴで特に顕著である。
【００５５】
また、タッチセンサ回路６２は、上記以外の素子をさらに備えていてもよい。
【００５６】
図２の構成のタッチセンサ回路６２は、絵素ＰＩＸへデータ信号を書き込む期間以外の期間、例えば水平帰線期間を利用して、対向基板の押圧の有無に応じた電極６２ｃの変位Δｘの有無により、ＴＦＴ６２ｂをＯＮ状態とするかＯＦＦ状態とするかを制御して、ＴＦＴ６２ａからセンサ出力配線Ｖｏｍへセンサ出力信号Ｖｏを出力する。そして、センサ読み出し回路５５により、センサ出力配線Ｖｏｍを介して取得したセンサ出力信号Ｖｏから、表示面への押圧の有無を検出する。
【００５７】
また、タッチセンサ回路６２は、図４に示すような構成とすることもできる。
【００５８】
図４では、センサ出力配線Ｖｏｍは、それぞれソース配線Ｓとは独立した配線として設けられている。ＴＦＴ６２ａの第１のドレイン／ソース端子はセンサ出力配線Ｖｏｍに接続されており、ＴＦＴ６２ｂの第１のドレイン／ソース端子はリセット配線Ｖｒｓｔｎに接続されている。
【００５９】
次に、図２のタッチセンサ回路６２の平面図を図５に、図５のＡ−Ａ’線断面図を図１にそれぞれ示す。
【００６０】
図５に示すように、絵素ＰＩＸにおいて、ＴＦＴ１１のゲート１１ｇはゲート配線Ｇｎに、ソース１１ｓはソース配線Ｓ（Ｓｍ、Ｓｍ＋１、Ｓｍ＋２）に、ドレイン１１ｄは保持容量配線Ｃｓｎの上方に設けられたコンタクトホール１１ｈを介して絵素電極１３に接続されているとともに、保持容量配線Ｃｓｎとの間で保持容量ＣＳを形成している。
【００６１】
また、タッチセンサ回路６２において、ＴＦＴ６２ａのゲート端子は読み出し制御配線Ｖｒｄｎに、一方のドレイン／ソース端子６２ａｓはセンサ出力配線Ｖｏｍに、他方のドレイン／ソース端子６２ａｄはＴＦＴ６２ｂのソース端子６２ｂｓに、それぞれ接続されている。ＴＦＴ６２ｂのゲート端子６２ｂｇおよびドレイン端子６２ｂｄはリセット配線Ｖｒｓｔｎにそれぞれ接続されている。
【００６２】
また、ＴＦＴ６２ｂの上方には、柱状突起７１が設けられており、この柱状突起７１は電極６２ｃ上に形成されている。また、ＴＦＴ６２ａ・６２ｂが設けられている領域、ここでは互いに隣接するソース配線Ｓｍ（センサ出力配線Ｖｏｍ）とソース配線Ｓｍ＋１とに挟まれているとともに、互いに隣接する読み出し制御配線Ｖｒｄｎとリセット配線Ｖｒｓｔｎとに挟まれている領域には、表示面側からの照射光を遮光する遮光膜（ブラックマトリクス）２ｂが設けられている。
【００６３】
図１に示すように、タッチセンサ回路６２が形成されている領域の断面構造は、絵素ＰＩＸの領域と同様に、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に液晶層ＬＣが配置された構成となっている。液晶層ＬＣでは、液晶分子８３が、後述する液晶の配向膜１ｈ・２ｆによって規定される方向に並んでいる。
【００６４】
ＴＦＴ基板（第２の基板）１は、絶縁性基板１ａ、ゲートメタル１ｂ、ゲート絶縁膜１ｃ、Ｓｉのｉ層１ｄ、Ｓｉのｎ＋層１ｅ、ソースメタル１ｆ、パッシベーション膜１ｇ、および、液晶の配向膜１ｈが順に積層された構成である。読み出し制御配線Ｖｒｄｎおよびリセット配線Ｖｒｓｔｎは、ゲートメタル１ｂにより形成されている。ソース配線Ｓｍ（センサ出力配線Ｖｏｍ）およびソース配線Ｓｍ＋１は、ソースメタル１ｆにより形成されている。ＴＦＴ６２ｂのドレイン端子６２ｂｄに対応するｎ＋層１ｅは、ソースメタル１ｆによりリセット配線Ｖｒｓｔｎに接続されている。配向膜１ｈは例えばポリイミドにより形成されている。
【００６５】
対向基板（第１の基板）２は、絶縁性基板２ａ、遮光膜２ｂおよびカラーフィルタ２ｃ、透明電極２ｄ、柱状突起７１、および、液晶の配向膜２ｆが順に積層された構成である。透明電極２ｄは共通電極ｃｏｍを構成しており、電極６２ｃはここでは共通電極ｃｏｍそのもので構成されているので共通電極ｃｏｍと区別されないが、このことも含めて一般に、電極６２ｃは共通電極ｃｏｍに接続されている状態にある。
【００６６】
柱状突起７１は誘電体からなり、共通電極２ｄ上に、対向基板２のＴＦＴ６２ｂのバックチャネル側からＴＦＴ基板１のほうへ向って突出するように設けられている。柱状突起７１の先端側にある配向膜２ｆは、対向基板２がユーザの指などで押圧されていないときにＴＦＴ基板１から離間しており、対向基板２がユーザの指などで押圧されるとＴＦＴ基板１に接触する位置まで移動可能である。この押圧時の対向基板２の変位が図２および図４におけるΔｘである。対向基板２は非押圧時に位置Ｘ１にあり、押圧時に位置Ｘ２まで移動して停止する。
【００６７】
次に、図３、図７、および図８を用いて、タッチセンサ回路６２の動作について説明する。図７及び図８は、タッチセンサ回路６２の動作の説明図である。
【００６８】
図３の波形図に示すように、各行のタッチセンサ回路６２は、１垂直期間（１Ｖ）ごとに、リセット配線ＶｒｓｔｎにＨｉｇｈ−４Ｖ、Ｌｏｗ−１４Ｖの正のリセットパルスが印加され、読み出し制御配線ＶｒｄｎにＨｉｇｈ＋１５Ｖ、Ｌｏｗ−１４Ｖの正の読み出しパルスが印加されることによって駆動される。読み出しパルスはリセットパルスの印加が終了してから所定時間経過後に印加される。リセットパルスの印加開始から読み出しパルスの印加の終了までは、例えば、各センサ出力配線Ｖｏｍが１画面上の対応する１つの押圧領域の検出に用いられるならば、各行を走査することなく一斉に１垂直期間の帰線期間に行われればよい。また、リセットパルスの印加開始から読み出しパルスの印加の終了までは、例えば、各行を走査して各水平期間の画像信号書き込み期間外に行ってもよい。この場合には、１画面上の対応する複数の押圧領域の検出に用いられるセンサ出力配線Ｖｏｍが存在する場合に、各押圧領域に対する押圧の検出が可能となる。あるいは、１垂直期間の帰線期間ごとに、一行ずつ走査して、ある程度の時間幅の中で１つ以上の押圧領域の押圧を検出するようにしてもよい。
【００６９】
ＴＦＴ６２ｂのバックチャネルは数千オングストロームの膜厚を有するＳｉＮｘなどのパッシベーション膜で覆われているが、電極６２ｃに印加される電圧によるバックゲート効果により、当該バックチャネルにはリーク電流を流すことが可能である。リーク電流の大きさ、すなわちバックゲート効果の大きさは、ここでは電極６２ｃとＴＦＴ６２ｂとの距離によって制御される。
【００７０】
対向基板２の表示面への押圧が無い状態では、リセット配線Ｖｒｓｔｎにリセットパルスが印加されても、図７の（ａ）に示すように、電極６２ｃは位置Ｘ１にあり、柱状突起７１の先端側の配向膜２ｆはＴＦＴ基板１から、ここでは配向膜１ｈから離間している。従って、図７の（ｂ）に示すように、電極６２ｃによるバックゲート効果は小さく、ＴＦＴ６２ｂをＯＦＦ状態としてもバックチャネルにリーク電流は発生しない。これにより、ＴＦＴ６２ｂは充分にＯＦＦ状態となる。従って、ＴＦＴ６２ｂのソースの電圧Ｖｄは、図３に示すように、リセットパルスの印加が終了した後も初期値である−４Ｖのままとなる。押圧が無いので、リセット配線ＶｒｓｔｎのリセットパルスをＴＦＴ６２ｂのゲート端子に印加してＴＦＴ６２ｂをＯＮするリセットを行った後のＴＦＴ６２ｂのソース電圧Ｖｄは、リセット前のＴＦＴ６２ｂのソース電圧Ｖｄから変化していない。よって、リセットパルスの印加が終了した後に読み出しパルスが印加されてＴＦＴ６２ａをＯＮ状態にすると、リセット前から変化がなく、センサ出力配線Ｖｏｍにより取り出されたＴＦＴ６２ｂのソース電圧Ｖｄ、即ちセンサ出力電圧Ｖｏが−４Ｖとなり、押圧が無いことを検出出来る。
【００７１】
一方、対向基板２の表示面への押圧が有る状態では、リセット配線Ｖｒｓｔｎにリセットパルスが印加されると、図８の（ａ）に示すように、電極６２ｃは位置Ｘ１からΔｘだけ変位した位置Ｘ２に移動し、柱状突起７１の先端側の配向膜２ｆはＴＦＴ基板１に、ここでは配向膜１ｈに接触している。従って、図８の（ｂ）に示すように、電極６２ｃによるバックゲート効果が大きく、ＴＦＴ６２ｂのバックチャネルにリーク電流が発生する。従って、ＴＦＴ６２ｂのソースの電圧Ｖｄは、図３に示すように、リセットパルスの印加が終了した後に低下する、即ち絶対値が大きくなる。電圧Ｖｄの低下の大きさはΔｘに依存するが、ここでは押圧時に電極６２ｃが位置Ｘ２で停止するようになっているので、常に同じ電圧値に到達する。リセット後のＴＦＴ６２ｂのソース電圧Ｖｄは、押圧により変化しているので、ＴＦＴ６２ｂを充分にＯＦＦ状態とした後、即ちソース電圧Ｖｄが同じ電圧値に到達した後に、所定時間の経過後に読み出しパルスが印加されてＴＦＴ６２ａをＯＮ状態にすると、押圧により変化しており、センサ出力配線Ｖｏｍにより取り出されたＴＦＴ６２ｂのソース電圧Ｖｄ、即ちセンサ出力電圧Ｖｏが−１４Ｖとなり、押圧が有ることを検出出来る。
【００７２】
このように、極性が負であるセンサ出力電圧Ｖｏをセンサ読み出し回路５５で検出することにより、表示面への押圧の有無を検出することができる。
【００７３】
また、画像データの書き込み期間には、図２の構成ではソース配線Ｓｍには画像信号が供給され、ソース配線Ｓｍは画像信号に応じた任意の電圧となる。
【００７４】
タッチセンサ回路６２の構成によれば、電極６２ｃが押圧によってＴＦＴ基板１に電気的に接触しなくても、押圧の有無に応じた検出信号を得ることができる。押圧の検出に可動電気接点が不要となるので、強い力による押圧が不要となり、その結果、タッチセンサ回路６２の内部の膜剥れを回避することができる。これにより、耐久性に優れたタッチセンサ回路となる。
【００７５】
また、押圧の検出に光センサを用いないので、光センサ回路のように強照度環境および低照度環境において誤動作が生じるといった問題が起こらない。また、容量方式のタッチセンサのように、温度変化や静電気などの外的要因により誤動作が生じやすい箇所がないので、Ｓ／Ｎ比の高い検出を行うことができる。
【００７６】
さらに、タッチセンサ回路６２のリセット配線Ｖｒｓｔｎにおいて、ＴＦＴ６２ｂのＯＦＦ時の電位は−１４Ｖとなる。この電位の絶対値１４Ｖは、液晶表示装置５０がドット反転駆動を行う際に、センサ電源配線Ｖｓｍとしてソース配線Ｓｍ＋１を転用した場合の電位＋１２Ｖの絶対値１２Ｖよりも大きい。同様に、上記絶対値１４Ｖは、液晶表示装置５０がライン反転駆動を行う際に、センサ電源配線Ｖｓｍとしてソース配線Ｓｍ＋１を転用した場合の電位＋６Ｖの絶対値６Ｖよりも大きい。従って、よりＳ／Ｎ比の高い検出を行うことができる。
【００７７】
以上により、接点方式のタッチセンサに代わる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた表示装置を実現することができる。
【００７８】
また、ＴＦＴ６２ｂに流れる電流を大きく設定することができるため、ＴＦＴ６２ｂおよびＴＦＴ６２ａの素子サイズを小さくすることができる。従って、検出信号生成用の電圧を小さくすることができるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができる。
【００７９】
また、光センサ回路のように昇圧用の大きな容量が不要であるので、プロセスが簡略化されるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができる。
【００８０】
また、タッチセンサ回路６２によれば、電極６２ｃが共通電極ｃｏｍに接続されているので、押圧により対向基板２とともに変位する電極６２ｃを容易に構成することができる。また、電極６２ｃを共通電極ｃｏｍの形成と同時に形成することができるのでプロセスが簡略化される。また、電極６２ｃに印加する電圧としてコモン電圧Ｖｃｏｍを利用することができ、回路を簡素化することができる。
【００８１】
また、タッチセンサ回路６２によれば、電極６２ｃ上に誘電体からなる柱状突起７１が設けられている。これにより、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に液晶層ＬＣなどの介在物や介在空間が存在しても、電極６２ｃをＴＦＴ６２ｂのバックゲートとして機能させやすくなる。従って、押圧検出の感度を高めることができる。また、柱状突起７１としては、誘電体からなるものの他に、導体からなる柱状突起、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起も構成可能である。
【００８２】
また、柱状突起７１の先端側は、対向基板２が押圧されていないときにＴＦＴ基板１から離間しており、対向基板２が押圧されるとＴＦＴ基板１に接触する位置まで移動可能である。従って、柱状突起７１の位置が変化しない非押圧時の状態と、柱状突起７１の先端側がＴＦＴ基板１に接触して停止する押圧時の状態との２通りを安定して実現することができる。従って、押圧検出の誤動作が生じにくい。
【００８３】
また、タッチセンサ回路６２は表示領域に設けられているので、タッチセンサ回路６２を表示マトリクス中に多数配置することができる。また、これにより、誤動作の少ない特性を活かして、要望の強い多点入力にも対応させることができる。
【００８４】
また、図２のタッチセンサ回路６２では、センサ出力配線Ｖｏｍにソース配線Ｓが用いられており、絵素ＰＩＸへのデータ書き込み期間以外に、ソース配線Ｓをセンサ出力配線Ｖｏｍとして用いる。これにより、配線数を削減することができ、従って表示領域の開口率を高めることができる。
【００８５】
また、図４のタッチセンサ回路６２では、センサ出力配線Ｖｏｍにソース配線Ｓとは独立した配線が用いられている。この構成では、センサ出力配線Ｖｏｍを、絵素ＰＩＸへのデータ書き込み期間であるか否かを問わずにタッチセンサ回路６２の駆動に使用することができるので、自由度の高いタイミングで押圧の検出を行うことができる。
【００８６】
また、タッチセンサ回路６２によれば、電極６２ｃが設けられている領域の対向基板２とＴＦＴ６２ｂが設けられている領域のＴＦＴ基板１との間に液晶層ＬＣが配置されている。これによれば、液晶表示装置５０において、絵素ＰＩＸを作成するための液晶層ＬＣをそのままタッチセンサ回路６２の領域を構成するために用いることができる。
【００８７】
また、タッチセンサ回路６２によれば、電極６２ｃが設けられている領域の対向基板２上とＴＦＴ６２ｂが設けられている領域のＴＦＴ基板１上との少なくとも一方に液晶の配向膜（１ｈ、２ｆ）が形成されている。これによれば、絵素ＰＩＸを作成するための配向膜を、破損させることなくそのままタッチセンサ回路６２の領域に用いることができる。
【００８８】
また、図５のタッチセンサ回路６２によれば、遮光膜２ｂが設けられているので、タッチセンサ回路６２が外光によって誤動作することを良好に防止することができ、押圧検出の安定性がより高まる。
【００８９】
ここで、図６に、比較のために、従来技術で説明した図２１のセンサ回路１０２を備えた表示領域の平面図を示す。図６では、余分な光照射によるセンサ回路１０２の誤動作を避けるために、出力アンプ１０２ａおよび容量１０２ｃが設けられている広い領域に亘って遮光膜ＢＭが設けられている。
【００９０】
一方、図５のタッチセンサ回路６２では、タッチセンサ回路６２の占有する面積を小さくすることができるので、遮光膜２ｂにより表示領域の開口率の減少を小さくすることができる。
【００９１】
次に、図１０に、比較のために、ソース配線Ｓｍ＋１と共通化されたセンサ電源配線Ｖｓｍを用いるタッチセンサ回路６２の回路図を示す。図１０では、ソース配線Ｓｍ＋１とセンサ電源配線Ｖｓｍとが共通化されており、ＴＦＴ６２ｂのドレインが、共通化されたセンサ電源配線Ｖｓｍに接続されている。図１０のタッチセンサ回路６２では、ソース配線Ｓｍと共通化されたセンサ出力配線Ｖｏｍとソース配線Ｓｍ＋１と共通化されたセンサ電源配線Ｖｓｍとの２本の配線を用いている。
【００９２】
一方、図２のタッチセンサ回路６２では、ソース配線Ｓｍと共通化されたセンサ出力配線Ｖｏｍ１本のみを用いているので、図１０の構成よりも配線や回路を簡略化出来る。
【００９３】
さらに、図１１に、比較のために、ソース配線Ｓｍ＋１とは別に設けられたセンサ電源配線Ｖｓｍを用いるタッチセンサ回路６２の回路図を示す。図１１では、ソース配線Ｓｍ＋１とセンサ電源配線Ｖｓｍとが個別に設けられており、ＴＦＴ６２ｂのドレインが、個別に設けられたセンサ電源配線Ｖｓｍに接続されている。図１０のタッチセンサ回路６２では、ソース配線Ｓｍとは別に設けられたセンサ出力配線Ｖｏｍと、ソース配線Ｓｍ＋１とは別に設けられたセンサ電源配線Ｖｓｍとの２本の配線を用いている。
【００９４】
一方、図４のタッチセンサ回路６２では、ソース配線Ｓｍとは別に設けられたセンサ出力配線Ｖｏｍ１本のみを用いているので、図１１の構成よりも配線や回路を簡略化出来る。また、タッチセンサ回路６２を設ける際に必要であり、ソース配線Ｓと平行に設けられる配線が、ソース配線Ｓｍとは別に設けられたセンサ出力配線Ｖｏｍ１本のみである。このため、開口率の減少を最小にできる。
【００９５】
〔実施例２〕
本発明の他の実施例について図１２〜２０に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施例２において説明すること以外の構成は、前記実施例１と同じである。また、説明の便宜上、前記実施例１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９６】
図９に、本実施例２に係る液晶表示装置８０の構成を示す。液晶表示装置８０は、実施例１の液晶表示装置５０において、表示パネル５１の表示領域の配置されているタッチセンサ回路６２が、タッチセンサ回路８２に置き換わった液晶表示装置である。
【００９７】
図１３に、表示領域の詳細な構成を示す。
【００９８】
図１３は、表示領域のうち、第ｎ行目の構成を抽出して記載してある。第ｎ行目には、ゲート配線Ｇｎ、ソース配線Ｓ（図ではＳｍ〜Ｓｍ＋３が示されている）、および、保持容量配線Ｃｓｎによって区画された複数の絵素ＰＩＸ…と、２種類のセンサ走査信号線Ｅ（図９参照）としてのリセット配線（第１の配線）Ｖｒｓｔｎおよび読み出し制御配線Ｖｒｄｎに接続された１つ以上のタッチセンサ回路８２とが配置されている。保持容量配線Ｃｓｎ、リセット配線Ｖｒｓｔｎ、および、読み出し制御配線Ｖｒｄｎは、ゲート配線Ｇｎと平行に設けられている。
【００９９】
絵素ＰＩＸは選択素子としてのＴＦＴ１１、液晶容量ＣＬ、および、保持容量ＣＳを備えている。ＴＦＴ１１のゲートはゲート配線Ｇｎに、ソースはソース配線Ｓに、ドレインは絵素電極１３に、それぞれ接続されている。液晶容量ＣＬは、絵素電極１３と共通電極ｃｏｍとの間に液晶層が配置されてなる容量であり、保持容量ＣＳは、絵素電極１３あるいはＴＦＴ１１のドレイン電極と保持容量配線Ｃｓｎとの間に絶縁膜が配置されてなる容量である。共通電極ｃｏｍおよび保持容量配線Ｃｓｎには、それぞれに例えば一定の電圧が印加される。
【０１００】
タッチセンサ回路８２は、１つの絵素ＰＩＸや１つの画素（例えばＲＧＢの絵素ＰＩＸ…の一組）につき１つずつなど、任意の数で設けられ、ＴＦＴ６２ａ・６２ｂ・６２ｄおよび電極６２ｃを備えた第１の回路を備えている。ここでは第１の回路そのものがタッチセンサ回路８２を構成している。ＴＦＴ（スイッチ）６２ａのゲート端子は読み出し制御配線Ｖｒｄｎに、一方のドレイン／ソース端子はソース配線Ｓの１つであるソース配線Ｓｍすなわちセンサ出力配線Ｖｏに、他方のドレイン／ソース端子はＴＦＴ６２ｂのソースに、それぞれ接続されている。また、ＴＦＴ６２ｂのゲート端子およびドレイン端子（第１のドレイン／ソース端子）はリセット配線Ｖｒｓｔｎに、ソース端子（第２のドレイン／ソース端子）はＴＦＴ６２ａの上記他方のドレイン／ソース端子に、それぞれ接続されている。さらに、ＴＦＴ６２ｄ（リセットトランジスタ）のゲート端子およびドレイン端子（（一方のドレイン／ソース端子））はリセット配線Ｖｒｓｔｎに、ソース端子（他方のドレイン／ソース端子）はバックチャネルリセット電極（リセット電極）８１に、それぞれ接続されている。
【０１０１】
バックチャネルリセット電極８１は、ＴＦＴ６２ｂのバックチャネル側に、ＴＦＴ６２ｂから離間して設けられている。ＴＦＴ６２ｂと共にバックチャネルリセット電極８１を挟む電極（第１の電極）６２ｃは、ＴＦＴ６２ｂのバックゲート電極として機能する。電極６２ｃは共通電極ｃｏｍに接続されている。後述の説明から理解できるように、ＴＦＴ６２ｂには電界効果トランジスタの一般的な効果を使用している。但し、リーク電流はＴＦＴで特に顕著である。
【０１０２】
また、タッチセンサ回路８２は、上記以外の素子をさらに備えていてもよい。
【０１０３】
図１３の構成のタッチセンサ回路８２は、絵素ＰＩＸへデータ信号を書き込む期間以外の期間、例えば水平帰線期間を利用して、対向基板の押圧の有無に応じた電極６２ｃの変位Δｘの有無により、ＴＦＴ６２ｂをＯＮ状態とするかＯＦＦ状態とするかを制御して、ＴＦＴ６２ａからセンサ出力配線Ｖｏｍへセンサ出力信号Ｖｏを出力する。そして、センサ読み出し回路５５により、センサ出力配線Ｖｏｍを介して取り出したセンサ出力信号Ｖｏから、表示面への押圧の有無を検出する。
【０１０４】
また、タッチセンサ回路８２は、図１４に示すような構成とすることもできる。
【０１０５】
図１４では、センサ出力配線Ｖｏｍは、それぞれソース配線Ｓとは独立した配線として設けられている。ＴＦＴ６２ａの第１のドレイン／ソース端子はセンサ出力配線Ｖｏｍに接続されており、ＴＦＴ６２ｂの第１のドレイン／ソース端子はリセット配線Ｖｒｓｔｎに接続されている。
【０１０６】
次に、図１３のタッチセンサ回路８２の平面図を図１５に、図１５のＡ−Ａ’線断面図を図１２にそれぞれ示す。
【０１０７】
図１５に示すように、絵素ＰＩＸにおいて、ＴＦＴ１１のゲート１１ｇはゲート配線Ｇｎに、ソース１１ｓはソース配線Ｓ（Ｓｍ、Ｓｍ＋１、Ｓｍ＋２）に、ドレイン１１ｄは保持容量配線Ｃｓｎの上方に設けられたコンタクトホール１１ｈを介して絵素電極１３に接続されているとともに、保持容量配線Ｃｓｎとの間で保持容量ＣＳを形成している。
【０１０８】
また、タッチセンサ回路８２において、ＴＦＴ６２ａのゲート端子は読み出し制御配線Ｖｒｄｎに、一方のドレイン／ソース端子６２ａｓはセンサ出力配線Ｖｏｍに、他方のドレイン／ソース端子６２ａｄはＴＦＴ６２ｂのソース端子６２ｂｓに、それぞれ接続されている。ＴＦＴ６２ｂのゲート端子６２ｂｇおよびドレイン端子６２ｂｄはリセット配線Ｖｒｓｔｎにそれぞれ接続されている。ＴＦＴ６２ｄのゲート端子６２ｄｇおよびドレイン端子６２ｄｄはリセット配線Ｖｒｓｔｎにそれぞれ接続されている。ＴＦＴ６２ｄのソース端子６２ｄｓは、図１２に示すバックチャネルリセット電極８１に接続されている。
【０１０９】
また、ＴＦＴ６２ｂの上方には、柱状突起７１が設けられており、この柱状突起７１は電極６２ｃ上に形成されている。また、ＴＦＴ６２ａ・６２ｂ・６２ｄが設けられている領域には、表示面側からの照射光を遮光する遮光膜（ブラックマトリクス）２ｂが設けられている。
【０１１０】
図１２に示すように、タッチセンサ回路８２が形成されている領域の断面構造は、絵素ＰＩＸの領域と同様に、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に液晶層ＬＣが配置された構成となっている。液晶層ＬＣでは、液晶分子８３が、後述する液晶の配向膜１ｈ・２ｆに沿って並んでいる。
【０１１１】
ＴＦＴ基板（第２の基板）１は、絶縁性基板１ａ、ゲートメタル１ｂ、ゲート絶縁膜１ｃ、Ｓｉのｉ層１ｄ、Ｓｉのｎ＋層１ｅ、ソースメタル１ｆ、パッシベーション膜１ｇ、バックチャネルリセット電極８１、および、液晶の配向膜１ｈが順に積層された構成である。読み出し制御配線Ｖｒｄｎおよびリセット配線Ｖｒｓｔｎは、ゲート配線Ｇｎおよび保持容量配線Ｃｓｎと同様に、ゲートメタル１ｂにより形成されている。ソース配線Ｓｍ（センサ出力配線Ｖｏｍ）およびソース配線Ｓｍ＋１は、ソースメタル１ｆにより形成されている。ＴＦＴ６２ｂのドレイン端子６２ｂｄに対応するｎ＋層１ｅと、ＴＦＴ６２ｄのドレイン端子６２ｄｄに対応するｎ＋層１ｅとは、ソースメタル１ｆによりリセット配線Ｖｒｓｔｎに接続されている。配向膜１ｈは例えばポリイミドにより形成されている。
【０１１２】
対向基板（第１の基板）２は、絶縁性基板２ａ、遮光膜２ｂおよびカラーフィルタ２ｃ、透明電極２ｄ、柱状突起７１、および、液晶の配向膜２ｆが順に積層された構成である。透明電極２ｄは共通電極ｃｏｍを構成しており、電極６２ｃはここでは共通電極ｃｏｍそのもので構成されているので共通電極ｃｏｍと区別されないが、このことも含めて一般に、電極６２ｃは共通電極ｃｏｍに接続されている状態にある。
【０１１３】
柱状突起７１は誘電体からなり、共通電極２ｄ上に、対向基板２のＴＦＴ６２ｂのバックチャネル側からＴＦＴ基板１のほうへ向って突出するように設けられている。柱状突起７１の先端側にある配向膜２ｆは、対向基板２がユーザの指などで押圧されていないときにＴＦＴ基板１から離間しており、対向基板２がユーザの指などで押圧されるとＴＦＴ基板１に接触する位置まで移動可能である。この押圧時の対向基板２の変位が図１３および図１４におけるΔｘである。対向基板２は非押圧時に位置Ｘ１にあり、押圧時に位置Ｘ２まで移動して停止する。
【０１１４】
次に、図１６〜１８を用いて、タッチセンサ回路８２の動作について説明する。図１７及び図１８は、タッチセンサ回路８２の動作の説明図である。
【０１１５】
図１６の波形図に示すように、各行のタッチセンサ回路８２は、１垂直期間（１Ｖ）ごとに、リセット配線ＶｒｓｔｎにＨｉｇｈ−４Ｖ、Ｌｏｗ−１４Ｖの正のリセットパルスが印加され、読み出し制御配線ＶｒｄｎにＨｉｇｈ＋１５Ｖ、Ｌｏｗ−１４Ｖの正の読み出しパルスが印加されることによって駆動される。読み出しパルスはリセットパルスの印加が終了してから所定時間経過後に印加される。リセットパルスの印加開始から読み出しパルスの印加の終了までは、例えば、各センサ出力配線Ｖｏｍが１画面上の対応する１つの押圧領域の検出に用いられるならば、各行を走査することなく一斉に１垂直期間の帰線期間に行われればよい。また、リセットパルスの印加開始から読み出しパルスの印加の終了までは、例えば、各行を走査して各水平期間の画像信号書き込み期間外に行ってもよい。この場合には、１画面上の対応する複数の押圧領域の検出に用いられるセンサ出力配線Ｖｏｍが存在する場合に、各押圧領域に対する押圧の検出が可能となる。あるいは、１垂直期間の帰線期間ごとに、一行ずつ走査して、ある程度の時間幅の中で１つ以上の押圧領域の押圧を検出するようにしてもよい。
【０１１６】
ＴＦＴ６２ｂのバックチャネルは数千オングストロームの膜厚を有するＳｉＮｘなどのパッシベーション膜で覆われているが、電極６２ｃに印加される電圧によるバックゲート効果により、当該バックチャネルにはリーク電流を流すことが可能である。リーク電流の大きさ、すなわちバックゲート効果の大きさは、ここでは電極６２ｃとバックチャネルリセット電極８１との距離によって制御される。
【０１１７】
対向基板２の表示面への押圧が無い状態では、リセット配線Ｖｒｓｔｎにリセットパルスが印加されても、図１７の（ａ）に示すように、電極６２ｃは位置Ｘ１にあり、柱状突起７１の先端側の配向膜２ｆはＴＦＴ基板１から、ここでは配向膜１ｈから離間している。従って、図１７の（ｂ）に示すように、電極６２ｃによるバックゲート効果は小さく、ＴＦＴ６２ｂをＯＦＦ状態としてもバックチャネルにリーク電流は発生しない。これにより、ＴＦＴ６２ｂは充分にＯＦＦ状態となる。従って、バックチャネルリセット電極８１のバックチャネルリセット電圧Ｖｂｃｍは、図１６に示すように、リセットパルスの印加が終了した後も初期値である−４Ｖのままとなる。押圧が無いので、リセット配線ＶｒｓｔｎのリセットパルスをＴＦＴ６２ｂのゲート端子に印加してＴＦＴ６２ｂをＯＮするリセットを行うとともに、リセット配線ＶｒｓｔｎのリセットパルスをＴＦＴ６２ｄのゲート端子に印加してＴＦＴ６２ｄをＯＮするリセットを行った後のＴＦＴ６２ｂのソース電圧Ｖｄは、リセット前のＴＦＴ６２ｂのソース電圧Ｖｄから変化していない。よって、リセットパルスの印加が終了した後に読み出しパルスが印加されてＴＦＴ６２ａをＯＮ状態にすると、リセット前から変化がなく、センサ出力配線Ｖｏｍにより取り出されたＴＦＴ６２ｂのソース電圧Ｖｄ、即ちセンサ出力電圧Ｖｏが−４Ｖとなり、押圧が無いことを検出出来る。
【０１１８】
一方、対向基板２の表示面への押圧が有る状態では、リセット配線Ｖｒｓｔｎにリセットパルスが印加されると、図１８の（ａ）に示すように、電極６２ｃは位置Ｘ１からΔｘだけ変位した位置Ｘ２に移動し、柱状突起７１の先端側の配向膜２ｆはＴＦＴ基板１に、ここでは配向膜１ｈに接触している。従って、図１８の（ｂ）に示すように、電極６２ｃによるバックゲート効果が大きく、ＴＦＴ６２ｂのバックチャネルにリーク電流が発生する。従って、バックチャネルリセット電極８１のバックチャネルリセット電圧Ｖｂｃｍは、図１６に示すように、リセットパルスの印加が終了した後に上昇し、ＴＦＴ６２ｂのソースの電圧Ｖｄは、図１６に示すように、リセットパルスの印加が終了した後に低下する、即ち絶対値が大きくなる。バックチャネルリセット電圧Ｖｂｃｍの上昇の大きさと電圧Ｖｄの低下の大きさとはΔｘに依存するが、ここでは押圧時に電極６２ｃが位置Ｘ２で停止するようになっているので、常に同じ電圧値に到達する。リセット後のＴＦＴ６２ｂのソース電圧Ｖｄは、押圧により変化しているので、ＴＦＴ６２ｂを充分にＯＦＦ状態とした後、即ちソース電圧Ｖｄが同じ電圧値に到達した後に、所定時間の経過後に読み出しパルスが印加されてＴＦＴ６２ａをＯＮ状態にすると、押圧により変化しており、センサ出力配線Ｖｏｍにより取り出されたＴＦＴ６２ｂのソース電圧Ｖｄ、即ちセンサ出力電圧Ｖｏが−１４Ｖとなり、押圧が有ることを検出出来る。
【０１１９】
これにより、極性が負であるセンサ出力電圧Ｖｏをセンサ読み出し回路５５で検出することにより、表示面への押圧の有無を検出することができる。
【０１２０】
また、画像データの書き込み期間には、図１３の構成ではソース配線Ｓｍには画像信号が供給され、ソース配線Ｓｍは画像信号に応じた任意の電圧となる。
【０１２１】
タッチセンサ回路８２の構成によれば、電極６２ｃが押圧によってＴＦＴ基板１に電気的に接触しなくても、押圧の有無に応じた検出信号を得ることができる。押圧の検出に可動電気接点が不要となるので、強い力による押圧が不要となり、その結果、タッチセンサ回路８２の内部の膜剥れを回避することができる。これにより、耐久性に優れたタッチセンサ回路となる。
【０１２２】
また、バックチャネルリセット電極８１が無い、実施例１のタッチセンサ回路６２では、押圧検出時に柱状突起７１がバックチャネル部に接触する際に、Ｖｃｏｍ電位が配向膜１ｈとパシベーション膜１ｇを挟んで、ＴＦＴ６２ｂのバックゲートに印加され、バックチャネル部にリーク電流を発生させているが、Ｖｃｏｍ電位が長時間もしくは継続的に印加が続けられると配向膜１ｈの材料自体の分極、もしくは液晶材料中や配向膜中の不純物イオンが、配向膜１ｈやパシベーション膜１ｇに吸着することでＴＦＴ６２ｂのバックゲートがチャージアップし常時ＯＮ状態になってしまうことがあり、タッチセンサ回路の誤動作の原因となっていた。
【０１２３】
これに対して、タッチセンサ回路８２は、ＴＦＴ６２ｄのソースに接続されたバックチャネルリセット電極８１を備えている。タッチセンサ回路８２では、ＴＦＴ６２ｂのソースの電圧Ｖｄをリセットする際に、バックチャネルリセット電圧Ｖｂｃｍ、即ちバックチャネルリセット電極８１の電圧（ＴＦＴ６２ｄのソースの電圧）も同時にＯＦＦ電位でリセットする。これにより、ＴＦＴ６２ｂのバックチャネル部の電位を一定の間隔（例えば１Ｈ周期）でＯＦＦ電位にすることで、配向膜１ｈやパッシベーション膜１ｇにおける電荷のチャージアップをリセットして、タッチセンサ回路８２の誤動作を防止出来る。
【０１２４】
バックチャネルリセット電圧Ｖｂｃｍのリセットは、ＴＦＴ６２ｄにより行う。ＴＦＴ６２ｄのゲート，ドレインと、ＴＦＴ６２ｂのゲート，ドレインとを、共通のリセット配線Ｖｒｓｔｎに接続することにより、配線領域を削減した上でＴＦＴ６２ｄ・６２ｂのソース電極の電位を制御するとより好ましい。
【０１２５】
さらに、押圧の検出に光センサを用いないので、光センサ回路のように強照度環境および低照度環境において誤動作が生じるといった問題が起こらない。また、容量方式のタッチセンサのように、温度変化や静電気などの外的要因により誤動作が生じやすい箇所がないので、Ｓ／Ｎ比の高い検出を行うことができる。
【０１２６】
さらに、タッチセンサ回路８２のリセット配線Ｖｒｓｔｎにおいて、ＴＦＴ６２ｂのＯＦＦ時の電位は−１４Ｖとなる。この電位の絶対値１４Ｖは、液晶表示装置８０がドット反転駆動を行う際に、センサ電源配線Ｖｓｍとしてソース配線Ｓｍ＋１を転用した場合の電位＋１２Ｖの絶対値１２Ｖよりも大きい。同様に、上記絶対値１４Ｖは、液晶表示装置８０がライン反転駆動を行う際に、センサ電源配線Ｖｓｍとしてソース配線Ｓｍ＋１を転用した場合の電位＋６Ｖの絶対値６Ｖよりも大きい。従って、よりＳ／Ｎ比の高い検出を行うことができる。
【０１２７】
以上により、接点方式のタッチセンサに代わる、良好な特性の非接触方式のタッチセンサを備えた表示装置を実現することができる。
【０１２８】
また、ＴＦＴ６２ｂに流れる電流を大きく設定することができるため、ＴＦＴ６２ｂおよびＴＦＴ６２ａの素子サイズを小さくすることができる。従って、検出信号生成用の電圧を小さくすることができるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができる。
【０１２９】
また、光センサ回路のように昇圧用の大きな容量が不要であるので、プロセスが簡略化されるとともに、表示領域の開口率を大きくすることができる。
【０１３０】
また、タッチセンサ回路８２によれば、電極６２ｃが共通電極ｃｏｍに接続されているので、押圧により対向基板２とともに変位する電極６２ｃを容易に構成することができる。また、電極６２ｃを共通電極ｃｏｍの形成と同時に形成することができるのでプロセスが簡略化される。また、電極６２ｃに印加する電圧としてコモン電圧Ｖｃｏｍを利用することができ、回路を簡素化することができる。
【０１３１】
また、タッチセンサ回路８２によれば、電極６２ｃ上に誘電体からなる柱状突起７１が設けられている。これにより、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に液晶層ＬＣなどの介在物や介在空間が存在しても、電極６２ｃをＴＦＴ６２ｂのバックゲートとして機能させやすくなる。従って、押圧検出の感度を高めることができる。また、柱状突起７１としては、誘電体からなるものの他に、導体からなる柱状突起、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起も構成可能である。
【０１３２】
また、柱状突起７１の先端側は、対向基板２が押圧されていないときにＴＦＴ基板１から離間しており、対向基板２が押圧されるとＴＦＴ基板１に接触する位置まで移動可能である。従って、柱状突起７１の位置が変化しない非押圧時の状態と、柱状突起７１の先端側がＴＦＴ基板１に接触して停止する押圧時の状態との２通りを安定して実現することができる。従って、押圧検出の誤動作が生じにくい。
【０１３３】
また、タッチセンサ回路８２は表示領域に設けられているので、タッチセンサ回路８２を表示マトリクス中に多数配置することができる。また、これにより、誤動作の少ない特性を活かして、要望の強い多点入力にも対応させることができる。
【０１３４】
また、図１３のタッチセンサ回路８２では、センサ出力配線Ｖｏｍにソース配線Ｓが用いられており、絵素ＰＩＸへのデータ書き込み期間以外に、ソース配線Ｓをセンサ出力配線Ｖｏｍとして用いる。これにより、配線数を削減することができ、従って表示領域の開口率を高めることができる。
【０１３５】
また、図１４のタッチセンサ回路８２では、センサ出力配線Ｖｏｍにソース配線Ｓとは独立した配線が用いられている。この構成では、センサ出力配線Ｖｏｍを、絵素ＰＩＸへのデータ書き込み期間であるか否かを問わずにタッチセンサ回路８２の駆動に使用することができるので、自由度の高いタイミングで押圧の検出を行うことができる。
【０１３６】
また、タッチセンサ回路８２によれば、電極６２ｃが設けられている領域の対向基板２とＴＦＴ６２ｂが設けられている領域のＴＦＴ基板１との間に液晶層ＬＣが配置されている。これによれば、液晶表示装置８０において、絵素ＰＩＸを作成するための液晶層ＬＣをそのままタッチセンサ回路８２の領域を構成するために用いることができる。
【０１３７】
また、タッチセンサ回路８２によれば、電極６２ｃが設けられている領域の対向基板２上とＴＦＴ６２ｂが設けられている領域のＴＦＴ基板１上との少なくとも一方に液晶の配向膜（１ｈ、２ｆ）が形成されている。これによれば、絵素ＰＩＸを作成するための配向膜を、破損させることなくそのままタッチセンサ回路８２の領域に用いることができる。
【０１３８】
また、図１５のタッチセンサ回路８２によれば、遮光膜２ｂが設けられているので、タッチセンサ回路８２が外光によって誤動作することを良好に防止することができ、押圧検出の安定性がより高まる。
【０１３９】
ここで、図６に、比較のために、従来技術で説明した図２１のセンサ回路１０２を備えた表示領域の平面図を示す。図６では、余分な光照射によるセンサ回路１０２の誤動作を避けるために、出力アンプ１０２ａおよび容量１０２ｃが設けられている広い領域に亘って遮光膜ＢＭが設けられている。
【０１４０】
一方、図１５のタッチセンサ回路８２では、タッチセンサ回路８２の占有する面積を小さくすることができるので、遮光膜２ｂにより表示領域の開口率の減少を小さくすることができる。
【０１４１】
次に、図１９に、比較のために、ソース配線Ｓｍ＋１と共通化されたセンサ電源配線Ｖｓｍを用いるタッチセンサ回路８２の回路図を示す。図１９では、ソース配線Ｓｍ＋１とセンサ電源配線Ｖｓｍとが共通化されており、ＴＦＴ６２ｂのドレインが、共通化されたセンサ電源配線Ｖｓｍに接続されている。図１９のタッチセンサ回路８２では、ソース配線Ｓｍと共通化されたセンサ出力配線Ｖｏｍとソース配線Ｓｍ＋１と共通化されたセンサ電源配線Ｖｓｍとの２本の配線を用いている。
【０１４２】
一方、図１３のタッチセンサ回路８２では、ソース配線Ｓｍと共通化されたセンサ出力配線Ｖｏｍ１本のみを用いているので、図１９の構成よりも配線や回路を簡略化出来る。
【０１４３】
さらに、図２０に、比較のために、ソース配線Ｓｍ＋１とは別に設けられたセンサ電源配線Ｖｓｍを用いるタッチセンサ回路８２の回路図を示す。図２０では、ソース配線Ｓｍ＋１とセンサ電源配線Ｖｓｍとが個別に設けられており、ＴＦＴ６２ｂのドレインが、個別に設けられたセンサ電源配線Ｖｓｍに接続されている。図２０のタッチセンサ回路８２では、ソース配線Ｓｍとは別に設けられたセンサ出力配線Ｖｏｍと、ソース配線Ｓｍ＋１とは別に設けられたセンサ電源配線Ｖｓｍとの２本の配線を用いている。
【０１４４】
一方、図１４のタッチセンサ回路８２では、ソース配線Ｓｍとは別に設けられたセンサ出力配線Ｖｏｍ１本のみを用いているので、図２０の構成よりも配線や回路を簡略化出来る。また、タッチセンサ回路８２を設ける際に必要であり、ソース配線Ｓと平行に設けられる配線が、ソース配線Ｓｍとは別に設けられたセンサ出力配線Ｖｏｍ１本のみである。このため、開口率の減少を最小にできる。
【０１４５】
〔実施形態の総括〕
本実施形態に係る液晶表示装置８０では、タッチセンサ回路８２は、バックチャネルリセット電極８１と、バックチャネルリセット電極８１のリセットを行うＴＦＴ６２ｄとを有し、バックチャネルリセット電極８１及びＴＦＴ６２ｄは、ＴＦＴ基板１に形成され、ＴＦＴ６２ｄの、ゲート端子６２ｄｇとドレイン端子６２ｄｄとが、リセット配線Ｖｒｓｔｎに接続され、ＴＦＴ６２ｄのソース端子６２ｄｓが、バックチャネルリセット電極８１に接続され、バックチャネルリセット電極８１は、ＴＦＴ６２ｂと電極６２ｃとの間に配置されており、バックチャネルリセット電極８１のリセットは、リセット配線Ｖｒｓｔｎの電圧ＶｒｓｔをＴＦＴ６２ｄのゲート端子ｄｇに印加してＴＦＴ６２ｄをＯＮすることである。
【０１４６】
上記の構成によれば、ＴＦＴ６２ｂの、ゲート端子６２ｂｇおよびドレイン端子６２ｂｄ、並びにＴＦＴ６２ｄの、ゲート端子６２ｄｇおよびドレイン端子６２ｄｄは、リセット配線Ｖｒｓｔｎに接続されている。
【０１４７】
これにより、ＴＦＴ６２ｂのソースの電圧とバックチャネルリセット電極８１の電圧とが等しくなる。よって、ＴＦＴ６２ｂとバックチャネルリセット電極８１との間に絶縁膜が配置されても、該絶縁膜において電荷のチャージアップが発生しない。従って、該チャージアップによるタッチセンサ回路８２の誤動作を防止出来る。
【０１４８】
本実施形態に係る液晶表示装置５０，８０では、リセット配線Ｖｒｓｔｎは、絵素ＰＩＸの行単位で設けられており、電圧Ｖｒｓｔが順次印加される。
【０１４９】
上記の構成によれば、行単位で設けられた複数の絵素ＰＩＸそれぞれに設けられたタッチセンサ回路６２，８２を同時に駆動できるので、同一の行における複数の表示領域に同時に行われた押圧の検出を行うことができるという効果を奏する。
【０１５０】
本実施形態に係る液晶表示装置５０，８０では、電極６２ｃ上に、対向基板２のＴＦＴ６２ｂのバックチャネル側からＴＦＴ基板１のほうへ向って突出するように設けられた、誘電体からなる、あるいは、導体からなる、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起７１が、対向基板２が押圧されない状態で対向基板２がＴＦＴ基板１に接触しないように形成されている。
【０１５１】
上記の構成によれば、誘電体からなる、あるいは、導体からなる、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起７１が設けられているので、対向基板２とＴＦＴ基板１との間に介在物や介在空間が存在しても、電極６２ｃをＴＦＴ６２ｂのバックゲートとして機能させやすくなる。従って、押圧検出の感度を高めることができるという効果を奏する。
【０１５２】
本実施形態に係る液晶表示装置５０，８０では、柱状突起７１の先端側は、対向基板２が押圧されていないときにＴＦＴ基板１から離間しており、対向基板２が押圧されるとＴＦＴ基板１に接触する位置まで移動可能である。
【０１５３】
上記の構成によれば、誘電体からなる、あるいは、導体からなる、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起７１が設けられているので、柱状突起７１の位置が変化しない非押圧時の状態と、柱状突起７１の先端側がＴＦＴ基板１に接触して停止する押圧時の状態との２通りを安定して実現することができる。従って、押圧検出の誤動作が生じにくいという効果を奏する。
【０１５４】
本実施形態に係る液晶表示装置５０，８０では、タッチセンサ回路６２，８２は表示領域に設けられている。
【０１５５】
上記の構成によれば、タッチセンサ回路６２，８２を表示マトリクス中に多数配置することができるという効果を奏する。また、これにより、誤動作の少ない特性を活かして多点入力にも対応させることができるという効果を奏する。
【０１５６】
本実施形態に係る液晶表示装置５０では、センサ出力配線Ｖｏｍにデータ信号線Ｓｍが用いられている。
【０１５７】
上記の構成によれば、絵素ＰＩＸへのデータ書き込み期間以外に、データ信号線Ｓｍをセンサ出力配線Ｖｏｍとして用いるので、配線数を削減することができ、従って表示領域の開口率を高めることができるという効果を奏する。
【０１５８】
本実施形態に係る液晶表示装置８０では、センサ出力配線Ｖｏｍに、データ信号線Ｓｍとは独立した配線が用いられている。
【０１５９】
上記の構成によれば、センサ出力配線Ｖｏｍを、絵素ＰＩＸへのデータ書き込み期間であるか否かを問わずにタッチセンサ回路８２の駆動に使用することができるので、自由度の高いタイミングで押圧の検出を行うことができるという効果を奏する。
【０１６０】
本実施形態に係る液晶表示装置５０，８０では、電極６２ｃが設けられている領域の対向基板２とＴＦＴ６２ｂが設けられている領域のＴＦＴ基板１との間に液晶層ＬＣが配置されている。
【０１６１】
上記の構成によれば、液晶表示装置５０，８０において、絵素ＰＩＸを作成するための液晶層ＬＣをそのままタッチセンサ回路６２，８２の領域を構成するために用いることができるという効果を奏する。
【０１６２】
本実施形態に係る液晶表示装置５０，８０では、電極６２ｃが設けられている領域の対向基板２上とＴＦＴ６２ｂが設けられている領域のＴＦＴ基板１上との少なくとも一方に液晶の配向膜１ｈ，２ｆが形成されている。
【０１６３】
上記の構成によれば、絵素ＰＩＸを作成するための配向膜１ｈ，２ｆを、破損させることなくそのままタッチセンサ回路６２，８２の領域に用いることができるという効果を奏する。
【０１６４】
本実施形態に係る液晶表示装置５０，８０では、ＴＦＴ６２ｂに対する遮光膜２ｂが設けられている。
【０１６５】
上記の構成によれば、遮光膜２ｂが設けられているので、タッチセンサ回路６２，８２が外光によって誤動作することを良好に防止することができ、押圧検出の安定性がより高まるという効果を奏する。また、タッチセンサ回路６２，８２の占有する面積を小さくすることができるので、遮光膜２ｂにより表示領域の開口率の減少を小さくすることができるという効果を奏する。
【０１６６】
本実施形態に係る液晶表示装置５０，８０では、ＴＦＴ６２ａを閉じた状態でセンサ出力配線Ｖｏｍを介して取得したタッチセンサ回路６２，８２の出力に基づいて、リセット配線Ｖｒｓｔｎの電圧ＶｒｓｔがＴＦＴ６２ｂを介してセンサ出力配線Ｖｏｍに伝達されたか否かを検出することにより、対向基板２が押圧されたか否かを検出する。
【０１６７】
上記の構成によれば、押圧の有無を容易かつ確実に検出することができるという効果を奏する。
【０１６８】
以上、本実施形態について説明した。
【０１６９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせてもよく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７０】
本発明は、液晶表示装置を始めとする各種表示装置に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【０１７１】
１          ＴＦＴ基板（第２の基板）
２          対向基板（第１の基板）
１ｈ        配向膜
２ｂ        遮光膜
２ｆ        配向膜
５０、８０  液晶表示装置（表示装置）
５１        表示パネル
６２、８２  タッチセンサ回路（第１の回路）
６２ａ      ＴＦＴ（スイッチ）
６２ｂ      ＴＦＴ（電界効果トランジスタ）
６２ｄ      ＴＦＴ（リセットトランジスタ）
６２ｂｇ    ゲート端子
６２ｂｄ    ドレイン端子（第１のドレイン／ソース端子）
６２ｂｓ    ソース端子（第２のドレイン／ソース端子）
６２ｄｇ    ゲート端子
６２ｄｄ    ドレイン端子（一方のドレイン／ソース端子）
６２ｄｓ    ソース端子（他方のドレイン／ソース端子）
６２ｃ      電極（第１の電極）
７１        柱状突起
８１        バックチャネルリセット電極（リセット電極）
ｃｏｍ      共通電極
ＬＣ        液晶層
Ｖｂｃｍ    バックチャネルリセット電圧
Ｖｒｓｔｎ  リセット配線（第１の配線）
Ｖｓｍ      センサ電源配線
Ｖｏｍ      センサ出力配線（第２の配線）
【図１】
2011024349.tif 000003
【図２】
2011024349.tif 000004
【図３】
2011024349.tif 000005
【図４】
2011024349.tif 000006
【図７】
2011024349.tif 000007
【図８】
2011024349.tif 000008
【図９】
2011024349.tif 000009
【図１０】
2011024349.tif 000010
【図１１】
2011024349.tif 000011
【図１２】
2011024349.tif 000012
【図１３】
2011024349.tif 000013
【図１４】
2011024349.tif 000014
【図１６】
2011024349.tif 000015
【図１７】
2011024349.tif 000016
【図１８】
2011024349.tif 000017
【図１９】
2011024349.tif 000018
【図２０】
2011024349.tif 000019
【図２１】
2011024349.tif 000020
【図２２】
2011024349.tif 000021
【図２３】
2011024349.tif 000022
【図２４】
2011024349.tif 000023
【図５】
2011024349.tif 000024
【図６】
2011024349.tif 000025
【図１５】
2011024349.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月16日(2012.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルの表示面を有する第１の基板と、当該第１の基板と異なる第２の基板と、を備え、さらに、第１の電極と、電界効果トランジスタと、スイッチとを有する第１の回路を備え、
上記第１の電極は、上記第１の基板に形成されるとともに共通電極に接続され、
上記電界効果トランジスタは、ゲート端子と、第１のドレイン／ソース端子と、第２のドレイン／ソース端子とを備え、上記第２の基板に形成されるとともに、上記第１の電極がバックチャネル側に離間して配置されており、
上記ゲート端子と、上記第１のドレイン／ソース端子とは、リセットを行うための電圧が印加される第１の配線に接続され、
上記スイッチは、一端が上記第２のドレイン／ソース端子に接続されているとともに、他端が上記電界効果トランジスタの出力を取り出す第２の配線に接続されており、
上記リセットは、上記第１の配線の上記電圧を上記ゲート端子に印加して上記電界効果トランジスタをＯＮすることであり、
上記第１の電極と、上記電界効果トランジスタとの距離が近づいているとき、上記リセットがなされると、上記第２のドレイン／ソース端子の電圧が変化し、
上記スイッチは、上記リセットがなされた後にＯＮされ、上記変化した上記第２のドレイン／ソース端子の電圧を、上記電界効果トランジスタの出力として、上記第２の配線に出力することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記第１の回路は、リセット電極と、該リセット電極のリセットを行うリセットトランジスタとを有し、
上記リセット電極及び上記リセットトランジスタは、上記第２の基板に形成され、
上記リセットトランジスタの、ゲート端子と一方のドレイン／ソース端子とが、上記第１の配線に接続され、
上記リセットトランジスタの他方のドレイン／ソース端子が、上記リセット電極に接続され、
上記リセット電極は、上記電界効果トランジスタと上記第１の電極との間に配置されており、
上記リセット電極のリセットは、上記第１の配線の上記電圧を上記リセットトランジスタの上記ゲート端子に印加して上記リセットトランジスタをＯＮすることであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記第１の配線は、絵素の行単位で設けられており、上記電圧が順次印加されることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記第１の電極上に、上記第１の基板の上記電界効果トランジスタのバックチャネル側から上記第２の基板のほうへ向って突出するように設けられた、誘電体からなる、あるいは、導体からなる、あるいは、誘電体の表面を導体が覆ってなる柱状突起が、上記第１の基板が押圧されない状態で上記第１の基板が上記第２の基板に接触しないように形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
上記柱状突起の先端側は、上記第１の基板が押圧されていないときに上記第２の基板から離間しており、上記第１の基板が押圧されると上記第２の基板に接触する位置まで移動可能であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
上記第１の回路は表示領域に設けられていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
上記第２の配線にデータ信号線が用いられていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
上記第２の配線に、データ信号線とは独立した配線が用いられていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
上記第１の電極が設けられている領域の上記第１の基板と上記電界効果トランジスタが設けられている領域の上記第２の基板との間に液晶層が配置されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
上記第１の電極が設けられている領域の上記第１の基板上と上記電界効果トランジスタが設けられている領域の上記第２の基板上との少なくとも一方に液晶の配向膜が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
上記電界効果トランジスタに対する遮光膜が設けられていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
上記スイッチを閉じた状態で上記第２の配線を介して取得した上記第１の回路の出力に基づいて、上記第１の配線の電圧が上記電界効果トランジスタを介して上記第２の配線に伝達されたか否かを検出することにより、上記第１の基板が押圧されたか否かを検出することを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の表示装置。
【国際調査報告】
2011024349.tif 000027
2011024349.tif 000028